Au moment de l'attaque allemande contre l'URSS, notre aviation était armée de deux types de canons d'avion: 20-mm ShVAK (aviation de gros calibre Shpitalny-Vladimirova), dont la conception était à bien des égards similaire au 7, 62 -mm ShKAS mitrailleuse d'aviation et 23-mm. VYa (Volkova-Yartseva).
Le canon ShVAK de 20 mm a été produit dans les variantes suivantes: aile, tourelle et canon à moteur. Le poids des canons est de 40 kg - 44,5 kg. Cadence de tir 700-800 coups / min. La vitesse initiale est de 815 m/s. Des montures ShVAK de 20 mm synchrones et montées sur les ailes ont été installées sur les chasseurs I-153P, I-16, Yak-1, Yak-3, Yak-7B, LaGG-3, La-5, La-7, Pe-3, et en 1943, 158 canons ont été produits pour être installés sur les chasseurs Hurricane au lieu de 7, mitrailleuses Browning de 92 mm. Deux canons fixes ont été placés sur le bombardier Tu-2 et sur une partie des bombardiers Pe-2. Des tourelles défensives avec des canons ShVAK de 20 mm ont été installées sur les bombardiers Pe-8 et Er-2.
Le ShVAK était supérieur à tous égards au canon d'avion allemand MG-FF, qui en 1941 était le plus répandu dans l'aviation allemande.
En 1940, les concepteurs A. A. Volkov et S. A. Yartsev ont créé un canon automatique de 23 mm VYa-23 pour une nouvelle cartouche de 23 mm. Pesant 66 kg, le canon faisait 550-650 coups/min.
Dans le canon VYa, des obus pesant 200 grammes ont été utilisés, soit deux fois plus que celui du ShVAK. Un projectile incendiaire perforant à une distance de 400 m le long du blindage normal percé de 25 mm.
Le recul du canon VYa était suffisamment important et il n'était pas installé à l'origine sur les chasseurs. Au début de la guerre, son seul transporteur était l'avion d'attaque Il-2, dans chaque aile duquel était installé un canon VYa avec une charge de 150 cartouches par baril. Plus tard, elle était armée d'avions d'attaque Il-10 et en partie de chasseurs LaGG-3.
Au cours des hostilités, il s'est avéré que les canons d'avions soviétiques de calibre 20-23 mm ne pouvaient lutter efficacement que contre les véhicules blindés légers de l'ennemi, les chars moyens et les canons automoteurs étaient trop résistants pour eux.
Dans la seconde moitié de 1942, une petite série de la version Il-2 est sortie, armée de canons ShFK-37 de 37 mm.
Le canon d'avion de 37 mm ShFK-37 a été développé sous la direction de B. G. Shpitalny.
Le poids du canon monté sur l'avion Il-2 était de 302,5 kg. La cadence de tir du ShFK-37, selon des tests sur le terrain, était en moyenne de 169 coups par minute à une vitesse initiale de projectile d'environ 894 m/s.) obus.
Le projectile BZT-37 a permis de pénétrer le blindage des chars allemands de 30 mm d'épaisseur à un angle de 45 degrés. à la normale à une distance ne dépassant pas 500 m. Épaisseur de blindage de 15 à 16 mm et moins, le projectile a percé à des angles de rencontre ne dépassant pas 60 degrés. aux mêmes distances. Un blindage de 50 mm d'épaisseur (partie frontale de la coque et de la tourelle des chars moyens allemands) a été pénétré par le projectile BZT-37 à des distances ne dépassant pas 200 m à des angles de rencontre ne dépassant pas 5 degrés.
Les grandes dimensions hors tout des canons ShFK-37 et du magasin de nourriture (capacité du chargeur de 40 cartouches) ont déterminé leur placement dans les carénages sous l'aile de l'avion Il-2. En raison de l'installation d'un grand magasin sur le canon, il a dû être abaissé fortement par rapport à l'avion de construction de l'aile (axe de l'avion), ce qui a non seulement compliqué la conception de la fixation du canon à l'aile (le canon était monté sur un amortisseur absorbeur et déplacé avec le chargeur lors du tir), mais l'obligeait également à le faire pour ses carénages encombrants de grande section.
Les tests ont montré que les performances de vol de l'Il-2 avec les canons à air de gros calibre ShFK-37, par rapport à l'Il-2 de série avec les canons ShVAK ou VYa, ont considérablement diminué. L'avion est devenu plus inerte et plus difficile à piloter, notamment dans les virages et les virages à basse altitude. La maniabilité s'est détériorée à grande vitesse. Les pilotes se sont plaints de charges importantes sur les safrans lors des manœuvres.
Le tir visé à partir des canons ShFK-37 sur l'Il-2 était en grande partie difficile en raison du fort recul des canons lors du tir et du manque de synchronisation dans leur fonctionnement. En raison du grand écartement des canons par rapport au centre de masse de l'avion, ainsi qu'en raison de la rigidité insuffisante du support du support du canon, cela a conduit au fait que l'avion d'attaque a subi de forts chocs, des "pics" et a été renversé de la ligne de visée lors du tir, ce qui, à son tour, compte tenu de la stabilité longitudinale insuffisante "Ila", a entraîné une dispersion importante des obus et une forte diminution (environ 4 fois) de la précision du tir.
Tirer avec un seul canon était complètement impossible. L'avion d'attaque s'est immédiatement tourné vers le canon de tir de sorte qu'il n'a pas été possible d'introduire une modification de la visée. Dans ce cas, toucher la cible ne pouvait être que le premier projectile.
Pendant toute la période de test, les canons ShFK-37 n'ont pas fonctionné de manière fiable - le pourcentage moyen de tirs de munitions par échec n'était que de 54%. C'est-à-dire que presque chaque seconde sortie lors d'une mission de combat IL-2 avec des canons ShFK-37 s'accompagnait de la défaillance d'au moins l'un des canons. La charge maximale de bombes de l'avion d'attaque a diminué et n'était que de 200 kg. Tout cela a considérablement réduit la valeur au combat du nouvel avion d'attaque.
Malgré l'échec du ShFK-37, les travaux dans ce sens se sont poursuivis. En 1943, la production du canon à air NS-37 a commencé (concepteurs Nudelman et Suranov). Il utilisait une alimentation par bande, ce qui permettait d'augmenter la cadence de tir à 240-260 coups / min. La vitesse initiale du projectile est de 810 m/s, le poids du canon est de 171 kg. Grâce à l'alimentation par courroie et au poids réduit, il est devenu possible d'installer le nouveau système sur les chasseurs.
Les tests militaires du canon ont été effectués sur le LaGG-3 du 21 avril au 7 juin 1943 sur le front Kalinin et sur le Yak-9T du 22 juillet au 21 août 1943 sur le front central. Après des essais militaires, le canon a été mis en service sous la désignation NS-37. L'avion Yak-9T (char) a été produit de mars 1943 à juin 1945. Au total, 2 748 avions ont été produits.
Telle que conçue par les concepteurs, l'augmentation de la puissance de feu des chasseurs était censée augmenter la portée de tir visée et la probabilité de toucher la cible. Pour abattre un chasseur, en règle générale, un coup de projectile de 37 mm suffisait; pour un bombardier bimoteur, deux ou trois étaient nécessaires.
Cependant, le nouveau canon avait aussi ses inconvénients. L'augmentation du calibre a réduit la cadence de tir et le nombre de cartouches à bord du chasseur. Les tirs efficaces sur des cibles aériennes n'étaient que des projectiles uniques, car lors du tir d'un avion Yak-9, l'avion oscillait fortement et le tir visé n'était obtenu qu'avec le premier tir, les obus suivants étant dispersés. Il convient de noter l'absence de viseurs de haute qualité sur la plupart des chasseurs soviétiques construits pendant la guerre, en règle générale, c'était le "Vizir Vasiliev" le plus simple composé d'anneaux peints sur le pare-brise et d'un guidon, cela affectait bien sûr l'efficacité de tir à moyenne et longue distances.
Le 20 juillet 1943, débutent les essais militaires de l'Il-2 avec deux canons à air comprimé NS-37 de 37 mm, qui se poursuivent jusqu'au 16 décembre. Au total, 96 avions d'attaque Il-2 avec NS-37 ont été impliqués dans des essais militaires.
Comparé à l'Ilami de série, armé de canons ShVAK ou VYa, l'Il-2 avec le NS-37 et avec une charge de bombe de 200 kg est devenu plus inerte, plus difficile en virage et en virage de combat.
La détérioration des caractéristiques de voltige du nouvel avion d'attaque, comme l'IL-2 avec les canons ShFK-37, était associée à une masse importante répartie sur l'envergure et à la présence de carénages de canon, ce qui détériore l'aérodynamisme de l'avion. L'IL-2 avec NS-37 n'avait pas de stabilité longitudinale sur toute la gamme des CG, ce qui réduisait considérablement la précision du tir en l'air. Ce dernier était aggravé par le fort recul des canons lorsqu'ils tiraient d'eux.
Des tests ont montré que le tir d'un avion Il-2 à partir de canons NS-37 ne devrait être tiré que par courtes rafales de deux ou trois coups au maximum, car lors du tir simultané à partir de deux canons, en raison du fonctionnement asynchrone de l'avion, l'avion a subi d'importants coups de bec et a été éjecté de la ligne de visée. La correction de visée dans ce cas était fondamentalement impossible.
Lors du tir d'un canon, il n'était possible d'atteindre la cible qu'avec le premier coup, car l'avion d'attaque s'est tourné vers le canon de tir et la correction de visée est devenue impossible. La défaite des cibles ponctuelles - chars, véhicules blindés, voitures, etc. avec un fonctionnement normal des canons, c'était tout à fait réalisable.
Dans le même temps, les tirs sur les chars n'ont été reçus que dans 43% des sorties et le nombre de tirs sur les munitions épuisées était de 2,98%.
Selon l'opinion générale, le personnel navigant pilotant l'IL-2 du NS-37, l'avion d'attaque, lorsqu'il attaquait de petites cibles, n'avait aucun avantage sur l'IL-2 avec des canons de plus petit calibre (ShVAK ou VYa) avec une bombe normale charge de 400kg. Dans le même temps, l'utilisation de l'IL-2 avec le NS-37 pour des cibles de grande surface et volumétriques, des dépôts de munitions, des accumulations de chars, des batteries d'artillerie et anti-aériennes, des trains ferroviaires, de petits navires, etc., pourrait être assez réussie.
Lors d'opérations contre des cibles au sol, l'efficacité de chaque type d'arme est déterminée par la nature de la cible. Ainsi, lors du tir sur des cibles réelles ouvertes, l'action d'une balle de 7, 62 mm différait peu de l'action d'un projectile de 20 mm, car leur effet de fragmentation est très faible et un coup direct était nécessaire pour vaincre le personnel. Lors du tir sur des voitures, des gares et des petites embarcations, les mitrailleuses 7, 62-12, 7 mm étaient inefficaces et l'effet des canons d'avion augmentait fortement avec l'augmentation du calibre et du poids du projectile. Ici, des canons d'un plus gros calibre étaient juste nécessaires.
La destruction massive de chars par des canons d'avions, largement annoncée dans les films et les mémoires, se réfère dans la plupart des cas à des histoires de chasse. Il est tout simplement impossible de pénétrer le blindage vertical d'un char moyen ou lourd avec un canon d'avion de 20 à 37 mm. Nous ne pouvons parler que du blindage du toit du char, qui est plusieurs fois plus fin que celui vertical et était de 15 à 20 mm pour les chars moyens et de 30 à 40 mm pour les chars lourds. Les canons d'avion utilisaient des obus perforants de calibre et de sous-calibre. Dans les deux cas, ils ne contenaient pas d'explosifs, mais seulement occasionnellement quelques grammes de substances incendiaires. Dans ce cas, le projectile devait frapper perpendiculairement à l'armure. Il est clair qu'en conditions de combat, les obus touchaient le toit des chars à des angles beaucoup plus petits, ce qui réduisait fortement leur pénétration de blindage ou même ricochait. À cela, il faut ajouter que tous les obus qui ont percé le blindage d'un char ne le mettent pas hors de combat.
Compte tenu de la diminution des caractéristiques de vol et de la diminution de la charge de bombes sur l'avion Il-2 armé du NS-37, cette modification de l'avion d'attaque n'était pas généralisée. Les bombes cumulatives PTAB-2, 5-1, 5, entrées en service en 1943, se sont révélées être une arme antichar beaucoup plus efficace.
Sur la base du canon NS-37, tout en conservant les dimensions hors tout, un canon NS-45 automatique de 45 mm pour l'aviation a été créé. Le poids de l'arme était de 150-153 kg. Cadence de tir 260-280 coups / min. Le canon est fourni avec une alimentation par courroie. Pour la première fois en URSS, un frein de bouche a été utilisé dans le canon d'avion de 45 mm NS-45, qui a absorbé jusqu'à 85 % de l'énergie de recul. En 1944-45, un total d'environ 200 canons a été produit. Le chasseur Yak-9K (gros calibre) avec le canon NS-45 dans l'effondrement du moteur, avec 29 cartouches de munitions a été spécialement conçu et construit pour ce canon. Un total de 53 avions de ce type ont été fabriqués.
44 avions Yak-9K ont subi des essais militaires du 13 août au 18 septembre 1944 au 3e front biélorusse et du 15 janvier au 15 février 1945 au 2e front biélorusse. On supposait que les chasseurs équipés de canons de gros calibre opéreraient contre des groupes de bombardiers ennemis, se trouvant en dehors de la zone de tir défensif efficace de leurs pas de tir. En moyenne, dix obus de 45 mm ont été dépensés sur un avion ennemi abattu.
Cependant, les Yak-9K eux-mêmes avaient besoin d'une couverture pour les combattants avec des canons de 20 mm, parmi lesquels se trouvaient des machines esclaves. Le tir visé à partir de canons de 45 mm n'a été obtenu que sur le premier coup, le reste des obus a survolé. Après une rafale de trois coups, tirés même à vitesse maximale, cette dernière chute brutalement, la stabilité de l'avion est perdue, des fuites d'huile et d'eau dans les canalisations sont observées.
De plus, il était très rare de rencontrer un groupe important de bombardiers ennemis à la fin de 1944, et il n'y avait pas particulièrement besoin d'un tel chasseur. Selon les résultats des tests militaires, le Yak-9K n'a pas été lancé en production de masse.
En URSS, en temps de guerre, des canons d'avion et de plus gros calibres ont été développés. Le canon automatique de 57 mm N-57 a été développé sous la direction du principal concepteur G. A. Zhirnykh à la fin de la Grande Guerre patriotique. Pour ce calibre, le canon avait une masse relativement faible - 135 kg. Une petite série de 36 canons a été fabriquée.
Le canon a été testé avec succès sur le chasseur à réaction MiG-9 "F-3" (troisième prototype). C'était le premier et le seul cas dans l'histoire de l'aviation où un canon de 57 mm était installé sur un avion de chasse. Mais la production du MiG-9 a été lancée avec le canon de 37 mm N-37, même si certains des avions du premier lot étaient encore équipés du canon N-57. Par la suite, sur tous les avions, il a été remplacé par le canon N-37.
En 1943-1945. au TsAKB dirigé par V. G. Grabin, des travaux étaient en cours pour créer des canons automatiques d'aviation de gros calibre.
Des canons d'avion automatiques de 65 mm, 76 mm et 100 mm ont été développés.
En 1948, deux prototypes du canon de 65 mm ont été fabriqués et testés en usine. En 1949, un échantillon a été envoyé pour des tests sur le terrain à l'Air Force Research Institute. Pour le canon de 65 mm, deux tirs ont été réalisés: avec un projectile OFZT et avec un projectile BRZT. A une distance de 600 m, le projectile BRZT a percé 60 mm de blindage à un angle de rencontre de 30°. Ainsi, ce projectile pouvait pénétrer le blindage de n'importe quel char de l'époque par le haut.
En 1948, TsNII-58 a commencé à travailler sur le canon d'aviation automatique de 100 mm B-0902. Il était censé être installé sur les bombardiers Tu-2 et Tu-4, qui allaient être convertis en chasseurs. Naturellement, ni les chasseurs à hélice (Yak-3, JIa-5, La-7, La-9, etc.) ni les chasseurs à réaction (Yak-15, MiG-9, etc.) ne pouvaient physiquement transporter ce canon en raison de son poids. et impact.
L'équipement automatique du canon de 100 mm était de type mécanique avec une longue course de canon et toutes les opérations étaient effectuées automatiquement. Le canon était équipé d'un puissant frein de bouche qui absorbait 65% de l'énergie de recul. Le canon a été rendu compact en raison du placement rationnel de toutes ses unités. Conservez les aliments sans ruban adhésif. Le magasin contenait 15 cartouches unitaires.
Le contrôle du tir et du rechargement pneumatique s'effectuait depuis le cockpit. Le poids de l'arme sans le boîtier d'alimentation était de 1350 kg. Cadence de tir - 30,5 coups par minute. Force de recul - 5 tonnes.
Pour le canon V-0902, TsNII-58 a spécialement créé trois tirs: avec un projectile FZT, avec un projectile BRZT et avec une grenade télécommandée.
La cartouche avec le projectile FZT (traceur incendiaire hautement explosif) avait un poids de 27 kg et une longueur de 990 mm. Le poids de la charge propulsive était de 4,47 kg, grâce à quoi le projectile avait une vitesse initiale de 810 m / s. L'obus lui-même, pesant 13,9 kg, contenait 1,46 kg d'explosifs. La portée de tir effective du projectile FZT était de 1000 à 1200 m.
La cartouche avec le projectile BRZT avait un poids de 27, 34 kg et une longueur de 956 mm. Le poids de la charge propulsive était de 4,55 kg et le projectile recevait une vitesse initiale de 800 m/s. L'obus lui-même, pesant 14,2 kg, contenait un peu d'explosif (0,1 kg). Lors du tir d'essai, le projectile BZRT à une distance de 600 m a percé un blindage de 120 mm (à un angle de rencontre de 30°).
Pour tirer sur des cibles aériennes, une grenade à distance de 100 mm avec des éléments incendiaires mortels a été créée. Le poids de la grenade est de 15,6 kg. La grenade contenait 0,605 kg d'explosif (charge expulsante) et 93 éléments incendiaires mortels pesant de 52 à 61 g chacun. Le projectile était équipé d'un tube télécommandé VM-30. En 1948-1949. Des lots expérimentaux de grenades à agencement unitaire et annulaire d'éléments incendiaires mortels ont été testés. Pour tester l'efficacité des fragments et leur "capacité incendiaire", des tirs au sol ont été effectués sur l'avion.
Le canon 100-mm B-0902 est devenu le canon d'avion automatique le plus puissant non seulement en URSS, mais aussi, apparemment, dans le monde. D'un point de vue technique, c'était un chef-d'œuvre d'ingénierie. Le seul problème, c'est qu'elle avait cinq ans de retard. En 1944-1945. un bombardier à grande vitesse avec un moteur à pistons pouvait tirer avec presque impunité les forteresses volantes B-17 et B-29 volant en ordre dense à une distance de 1 km et plus. Mais l'avènement des chasseurs à réaction a radicalement changé les tactiques de combat aérien, et les canons d'avions lourds ont perdu toute signification, du moins pour tirer sur les avions.
